3D-Druck ermöglicht schier Unvorstellbares

3D-Drucker und Druckverfahren sind immer häufiger in den Medien anzutreffen. Bedenkliche Entwicklungen wie die gedruckte Waffe eines amerikanischen Students sowie innovative Ideen wie das Drucken von Figuren aus Kinderzeichnungen zeigen, was alles mit dieser Technologie möglich ist.

Erster 3D-Drucker im Weltall - 3D-Druck ermöglicht schier Unvorstellbares
Erster 3D-Drucker im Weltall (Quelle: www.madeinspace.us)

Das 2010 gegründete startup Unternehmen Made In Space aus den USA hat einen 3D-Drucker entwickelt, der auf der Raumstation ISS zum Einsatz kommen soll. Hierfür haben die jungen innovativen Köpfe der Firma einige interessante Tests vollzogen. Sie konnten ein Flugzeug der NASA benutzen, das für Parabolflüge ausgelegt ist. In diesem ist es möglich, die Schwerkraft im Weltall zu simulieren. 

3D-Druck im Einsatz auf der ISS

Während des Fluges haben sie Folgendes getestet:

  • Funktionsfähigkeit des 3D-Extrusionsverfahren bei Schwerelosigkeit
  • Effektivität des Prozesses im Vergleich zu normaler Schwerkraft
  • Verhalten von 3D-Druckverfahren in Schwerelosigkeit

Im Herbst 2014 wollen die Unternehmer den ersten 3D-Drucker auf die internationale Raumstation ISS schicken. Dort will man herausfinden, welche Auswirkungen die Schwerelosigkeit auf eine längere Zeit gesehen hat. Fallen die Tests positiv aus, wird im Jahre 2015 ein für den Weltall optimierter 3D-Drucker fester Bestandteil der ISS.

Made In Space möchte ihre Technik fest in der Weltraumtechnik verankern. Es wäre ein Fortschritt in vielerlei Hinsicht:

  • Bauteile können gewichtsmäßig leichter gestaltet werden
  • Es wird weniger Material benötigt
  • Die Bauteile können direkt in der Raumstation produziert werden
  • Die Astronauten können Schäden durch gedruckte Ersatzteile reparieren

Flexible Solarzellen aus dem Drucker

Das von der australischen Naturwissenschaftsbehörde CSIRO, der Universität von Melbourne, der Monash Universtität und Partner der Industrie unterstützte Projekt hat ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, Solarzellen zu drucken. Das Verfahren ähnelt dem, des Bedrucken eines T-Shirts. Dabei wird eine spezielle Halbleiter-Tinte auf ein sehr dünnes Kunststoff- oder Stahlband gedruckt.

Der Drucker kostet mehr als A$ 200.000. In den letzten drei Jahren ist es der Forschungsgruppe jedoch gelungen, Zellen der Größe eines Fingernagels bis zu einer Größe eines DIN A3-Blattes herzustellen. Der entwickelte Drucker arbeitet mit einer Geschwindigkeit von bis zu zehn Meter pro Minute. Alle zwei Sekunden wird eine neue Solarzelle produziert.

Des MIT – Massachusetts Institute of Technology – ist es schon 2011 gelungen, ein solches Verfahren zu entwickeln. Dort war jedoch eine Vakuumkammer von nöten, um die Zellen zu drucken.

Die Zellen liefern Energie im Bereich von 10 – 50 W pro Quadratmeter und haben einen Wirkungsgrad von 1 – 6 %. Herkömmliche Solarzellen liefern Energie von etwa 800 W/m². Noch ist die Technik sehr teuer, aber die Wissenschaftler garantieren in naher Zukunft Produktionskosten von $1 pro Watt.

Ist das Verfahren ausgereift, kann man sich vorstellen, Fenster zu bedrucken. So können die Fensterflächen der großen Wolkenkratzer eigene Energie produzieren. Genauso können Dächer mit bedruckten Solarelementen gedeckt werden. Durch das Bedrucken der Oberflächen von herkömmlichen Solarzellen, könnte der Wirkungsgrad dieser erheblich gesteigert werden.

Auch bei Laptopgehäuse ist es vorstellbar, bedrucktes Material zu verwenden, um die Energieversorgung zu gewährleisten.

Es ist interessant, was dadurch alles möglich wird. Welche Anwendungsmöglichkeiten im Beriech 3D-Druck könntet Ihr euch vorstellen?

Über Stefan Reinsprecht 148 Artikel

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4 Kommentare

  1. Jap, äußerst interessant das gesamte Thema, nur frage ich mich einige Dinge, die ich halt nicht verstehe. 1. Will die NASA Pizza drucken. Ist echt wahr, aber wie? Der Drucker schneidet ja keinen Teig aus dem Material. Auch Solarzellen, dazu müssten ja die ganzen schichten schonmal im vorhinein eingelegt werden, aus dem das ganze dann geschnitten werden soll…. ich kann es mir einfach nicht vorstellen. 3D-Drucker gut und schön, aber es ist irgendwie unlogisch… Finde ich

  2. Der 3D-Druck einer Pizza soll etwas anders funktionieren, als die bisher bekannten 3D-Druckverfahren. Dort werden die Zutaten wie Tomatensoße oder der Teig in Pulverform Schicht für Schicht aus einer Patrone gedruckt.
    Deine Frage zu den Solarzellen verstehe ich nicht ganz. Aber bei dem Verfahren der Herstellung der Solarzellen wird als Druckmedium eine Halbleitertinte verwendet. Die Folien oder dünnen Bleche laufen durch den Drucker und werden über die Druckdüsen bedruckt (besprüht).

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